📅  最后修改于: 2023-12-03 14:49:02.506000             🧑  作者: Mango
在计算机科学中,二进制网格是一个由0和1组成的矩阵,常用于图形学、计算几何学和计算机视觉等领域。其中,二进制网格中最长连接的1的长度是指在该矩阵中,由1构成的连通域中最长的边数(即由相邻的1构成的线段长度之和)。
我们可以使用深度优先搜索(DFS)算法来求解二进制网格中最长连接的1的长度。具体步骤如下:
首先,我们遍历整个矩阵,找到其中第一个为1的点,将其标记并将其加入待遍历队列(或栈)。
然后,对于每一个待遍历的点,我们依次检查其相邻的点,如果该相邻点为1且未被标记,则将其标记并加入待遍历队列(或栈)。
重复以上步骤,直到待遍历队列(或栈)为空。
计算并更新当前连通域的长度值(即连通域中相邻的1构成的线段长度之和),并记录最大的连通域长度值。
从待遍历队列(或栈)中取出下一个待遍历的点,返回到步骤2,直到整个矩阵中的所有1被遍历完毕。
下面是针对一个二进制网格矩阵进行DFS算法求解的Python代码实现:
def max_length_of_connected_ones(matrix):
max_length = 0
m, n = len(matrix), len(matrix[0])
def dfs(i, j, cur_length):
nonlocal max_length
max_length = max(max_length, cur_length)
directions = [(0, 1), (0, -1), (1, 0), (-1, 0)]
for dx, dy in directions:
x, y = i + dx, j + dy
if 0 <= x < m and 0 <= y < n and matrix[x][y] == '1':
matrix[x][y] = '0'
dfs(x, y, cur_length + 1)
matrix[x][y] = '1'
for i in range(m):
for j in range(n):
if matrix[i][j] == '1':
matrix[i][j] = '0'
dfs(i, j, 1)
matrix[i][j] = '1'
return max_length
上述代码中,我们遍历二进制网格矩阵中的所有节点,并对每个节点都执行一次DFS算法,以求出最长的连通域长度。由于每个节点仅被遍历一次,因此时间复杂度为 O(mn),其中m和n分别为二进制网格矩阵的行数和列数。
对于测试数据,我们可以使用随机数生成器生成二进制网格矩阵,如下所示:
import random
def generate_binary_matrix(m, n):
return [[str(random.randint(0, 1)) for _ in range(n)] for _ in range(m)]
生成的矩阵如下所示:
[
['0', '1', '1', '0', '0', '0', '0', '0', '1', '0'],
['0', '1', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0'],
['1', '0', '0', '1', '1', '0', '1', '1', '1', '1'],
['0', '0', '1', '1', '0', '1', '1', '1', '0', '1'],
['1', '1', '0', '0', '1', '0', '0', '1', '1', '1'],
['1', '1', '1', '0', '0', '1', '0', '1', '0', '0'],
['1', '0', '1', '0', '1', '1', '0', '0', '0', '0'],
['0', '0', '0', '1', '1', '0', '0', '0', '0', '0'],
['1', '0', '0', '0', '0', '0', '1', '0', '0', '1'],
['1', '0', '1', '0', '0', '1', '0', '1', '1', '0']
]
最终结果为:
17
以上就是使用DFS算法求解二进制网格中最长连接的1的长度的具体介绍。